雪花为什么是六边形（为什么有的雪花五个角）

　　小雪节气已至，
　　近日，大家的社交软件
　　是否都被北方大雪刷屏了呢？
　　今天，
　　让我们一起来探寻雪花的奥秘吧！
　　郊行值雪诗
　　庾信（南北朝）
　　风云俱惨惨，原野共茫茫。
　　雪花开六出，冰珠映九光。
　　还如驱玉马，暂似猎银獐。
　　阵云全不动，寒山无物香。
　　薛君一狐白，唐侯调骕骦。
　　寒关日欲暮，披雪渡河梁。
　　译文：
　　天上的风和云都黯淡了，原野山一片茫茫。六瓣的雪花下了起来，雪光像九光灯一样明丽，还像驱赶着玉马，又像捕猎银獐。云形似兵阵一动也不动，寒冷的山上什么也没有。雪像薛君（孟尝君）的白狐裘和唐侯（春秋时的唐成公）的马一样洁白。寒关的天色将要晚了，我迎着雪走上了桥。
　　读 而 思
　　＂雪花开六出＂，＂出＂，花分六瓣的意思，＂六出＂即六瓣花。这句话就是说：雪花为六角形，似六瓣形花。
　　两千多年前西汉文帝时代的韩婴就在《韩诗外传》中明确指出了：＂凡草木花多五出，雪花独六出。＂直到1611年，德国天文学家刻卜勒才记述雪花是六角形的，这比我国晚一千七百年。
　　雪花是从哪来的？
　　雪花从哪里来？是不是天气寒冷就会降雪呢？当然不是这么简单，有两个必要的条件需要满足：一个是水汽饱和。饱和的空气冷却到露点（空气达到饱和时的温度叫做露点）以下的温度时，空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶——雪晶在这些＂过饱和＂的大气中孕育。另一个条件是空气里必须有凝结核。凝结核是一些悬浮在空中的固体微粒。如果空气中的凝结核没有达到一定浓度，就只有漫天乌云，却见不到降雪了。
　　雪花为什么大多数是六角形呢？
　　雪花都是由水汽在小冰晶上凝华增大而形成的，六角形状同水汽凝华的结晶习性有关。冰晶属于六方晶体系，它的分子以六角形状占多数。由于冰晶的尖角处位置特别突出，水汽供应接触最充分，所以在六角形状的冰晶棱角上长出一个个新的枝杈，最后就变成了六个花瓣样各种姿态的雪花。
　　六方晶系由四个结晶轴构成，其中三个辅轴在一个基面上，互相以60°的角度相交，第四轴(主晶轴)与三个辅轴所形成的基面垂直。当水汽凝华结晶时，倘若主晶轴发育得比另外三个辅轴快，并且延伸很长，那么晶体就会形成柱状；而如果主晶轴发育慢，且很短，那么晶体就形成片状。雪花之所以都是六角形，是因为它沿主晶轴方向晶体生长的速度要比沿三个辅轴方向慢得多。
　　谁决定了雪花的形态？
　　雪花的形态与其所处的气象条件密切相关，特别是温度和湿度。当水汽充足、云中温度下降到-5～-3℃时，天空降下的是针状六瓣结晶冰花；当温度降至-13～-10℃时，天空降下的是六瓣板状晶体雪花；如果是枝状、星状六瓣晶体雪花，通常需要在-18～-14℃温度的范围内了；那种琉璃别致的棱形状晶体雪花，则是在-25℃且水汽处于冰面饱和状态下逐渐形成的。
　　除六角形雪花之外，科学家们还发现了自然界中三角形雪花的存在。为揭开谜底，科学家们在实验室中模拟与自然降雪相似的条件以制造雪花，通过记录各种不同形状的雪花晶体，最终发现，一些三角形雪花晶体仍然有六个边，只是因为它们都由三长三短的六条边构成，所以看上去像三角形。科学家指出，这种情况一般是由于雪花在降落的过程中，微小的尘埃颗粒等杂质会使雪花的某个边缘产生倾侧，在风力作用下，向下倾侧的边缘会生长得更快，从而形成三角形。
　　每一朵雪花是很小的，一般直径为0.5~3毫米，不过芝麻粒那般大。3000~10000朵雪花加在一起，也只有1克重。但在极个别情况下，雪花最大的直径能达到10毫米。至于文学作品上所描写的＂鹅毛大雪＂，是它们在飘落途中，成百上千朵雪花粘附在一起形成的。小小的雪花，在它们生成增长的过程中，总是在云中不停地运动着，而它周围的水汽条件也在不断地变化，这就使得水汽在冰晶上一会儿沿着这个方向增长，一会儿又沿着那个方向增长，从而形成了各种形态的雪花。有的像一颗银扣，有的像六角形的薄板，有的像一颗闪闪发亮的星星......真是形形色色，美不胜收。
　　当今世界上，没有两朵大小、形状一模一样的雪花。不过，万变不离其宗，大多数雪花的基本形状还是六角形。
　　看似很寻常的一件事，背后竟蕴藏着如此深奧的道理，看来大千世界还有无数的奥秘等待人类去发现。
　　在诗词中发现科学知识，
　　在科学中感受诗词之美，
　　《诗说科学》，
　　相约每周二，不见不散~
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　　参考文献：
　　[1]《郊行值雪诗》 古诗文网 [J\OL]
　　[2]《300首经典古诗词中的奇妙科学》 同心出版社 [J\OL] 2007-01
　　[3]《诗词中的科学》杨罡 [J\OL] 北方妇女儿童出版社 2019
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